线段树区间异或--差分时间复杂度优化

The Preliminary Contest for ICPC Asia Shanghai 2019 B题
线段树的样子,但基本在于区间修改,取异或,然后只查询一次
刚出炉的Shanghai网络赛
传送门

超内存版线段树

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define lch(x) x<<1
#define rch(x) x<<1|1
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
using namespace std;
const int MAXN=1e6+5;
int cover[MAXN<<2];
int sum[MAXN<<2];
inline int read(){//快读
    char ch=getchar();int x=0,f=1;
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
void up(int rt){//更新本节点
    sum[rt] = sum[lch(rt)] + sum[rch(rt)];
}

void down(int rt, int l, int r){
    if(cover[rt]){
        cover[lch(rt)] ^= 1;
        cover[rch(rt)] ^= 1;
        int m = (l + r) >> 1;
        sum[lch(rt)] = m - l + 1 - sum[lch(rt)];
        sum[rch(rt)] = r - m - sum[rch(rt)];
        cover[rt] = 0;
    }
}
void update(int L, int R, int l, int r, int rt){//更新
    if(L <= l && R >= r){
        cover[rt] ^= 1;
        sum[rt] = r - l + 1 - sum[rt];
        return;
    }
    down(rt, l, r);
    int m = (l + r) >> 1;
    if(L <= m) update(L, R, lson);
    if(R > m) update(L, R, rson);
    up(rt);
}

int query(int L, int R, int l, int r, int rt){
    if(L <= l && R >= r) return sum[rt];
    down(rt, l, r);
    int m = (l + r) >> 1;
    int ret = 0;
    if(L <= m) ret += query(L, R, lson);
    if(R > m) ret += query(L, R, rson);
    return ret;
}
int main(){
    int x;
    x=read();
    int n,m;
    for(int k=1;k<=x;k++){
        memset(cover,0,sizeof(cover));
        memset(sum,0,sizeof(sum));
        n=read(),m=read();
        for(int i=0;i<m;i++){
            int s,t;//更新区间[s,t]
            s=read(),t=read();
            update(s,t,1,n,1);
        }
        printf("Case #%d: ",k);
        printf("%d\n",query(1,n,1,n,1));
        //printf("%d\n",sum[1]);
    }
    return 0;
}

超时间版差分

既然超内存,想到线段树其实就是修改和查询
因为只查询一次,那么超内存的的话,用差分来减少内存

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#define rep(i,a,b) for(int i=a;i<b;i++)
using namespace std;
const int maxn=1e6+5;
int b[maxn];
int main(){
    int t;
    scanf("%d",&t);
    for(int k=1;k<=t;k++){       
        int n,m;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        //for(int i=0;i<=n+1;i++){
        //   b[i]=0;
        //}
        for(int i=1;i<=m;i++){
            int l,r;
            scanf("%d%d",&l,&r);
            b[l]++;b[r+1]--;
        }

        int add=0;
        int ans=0;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            add+=b[i];
            if(add%2==1)ans++;
            b[i]=0;//自动清零
        }
        b[n+1]=0;
        printf("Case #%d: %d\n",k,ans);
    }
    return 0;
}

差分优化版

差分也需要遍历全部,导致时间复杂度高,所以重点在于减少差分的时间,用map优化,也就是离散化

/*
不能用线段树,爆内存,不能遍历n,o(t*n),爆时间
差分思想+map容器
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <map>
#define rep(i,a,b) for(int i=a;i<b;i++)
using namespace std;
map<int, int> mp;
inline int read(){//快读其实占内存的,正规比赛少用
    char ch=getchar();int f=1,x=0;
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch<='9'&&ch>='0'){x+=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
int main(){
    int t;
    //t=read();
    scanf("%d",&t);
    rep(i,1,t+1){
        int n,m;
        //n=read(),m=read();
        scanf("%d%d",&n,&m);
        rep(j,0,m){
            int l,r;
            //l=read(),r=read();
            scanf("%d%d",&l,&r);
            mp[l]++,mp[r+1]--;//差分
        }
        int t=0,p=0,ans=0;
        map<int, int>::iterator it;
        for(it=mp.begin();it!=mp.end();it++){
            if(t%2!=0){//只对奇数进行
                ans+=it->first-p;//有种离散化的感觉
            }
            p=it->first;
            t+=it->second;
        }
        mp.clear();
        printf("Case #%d: %d\n",i,ans);

    }
    return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/Emcikem/p/11523007.html

### 线段树区间修改异或实现方法 #### dfs序与线段树结合处理子树异或操作 对于给定的一棵树,通过dfs遍历可以得到节点访问顺序即dfs序。利用这一特性,在执行`pow x`操作时,只需在线段树上对表示该子树区间的部分进行懒惰标记设置为要异或的值即可完成整棵子树节点值的批量更新[^1]。 ```cpp void update(int node, int start, int end, int l, int r, int val) { if(lazy[node]) { // 如果当前结点存在延迟标记,则先应用之 tree[node].sum ^= lazy[node]*(end-start+1); if(start != end){ lazy[node*2] ^= lazy[node]; lazy[node*2+1] ^= lazy[node]; } lazy[node] = 0; } if(r < start || end < l) return; // 当前区间与目标无交集 if(l <= start && end <= r){ // 完全覆盖的情况 tree[node].sum ^= val*(end-start+1); if(start != end){ lazy[node*2] ^= val; lazy[node*2+1] ^= val; } return ; } int mid = (start + end)/2; update(node*2, start, mid, l, r,val); update(node*2 + 1, mid + 1, end,l,r,val); tree[node].sum = tree[node*2].sum + tree[node*2+1].sum; } ``` 此代码片段展示了如何基于dfs序构建线段树并支持区间内的异或操作。每当遇到需要对某个特定子树实施整体变换的任务时,这段程序能够高效地完成任务。 #### 对于单个二进制位建立多棵线段树管理 考虑到直接针对整个数值范围做异或可能带来的不便之处,另一种策略是对每一位单独设立独立的数据结构来进行追踪。具体来说,就是按照各个二进制位置分别创建不同的线段树实例,从而简化了实际编程过程中的逻辑判断,并提高了算法效率[^2]。 每棵这样的线段树专门负责记录某一位在整个序列里‘1’的数量变化情况;当面临查询请求或者更改指令时,只需要逐位分析其影响再累加结果便能得到最终答案。这种方法特别适用于那些涉及到频繁读取/改写大量数据的应用场景之中。 #### 区间覆盖优化技巧 除了上述两种方式外,还有其他手段可用于加速含有异或特性的区间更新流程。例如采用更精细的设计使得每次仅需O(log N)时间就能同步多个连续单元格的状态转换——这便是所谓的“区间覆盖”。它允许我们在不影响性能的前提下轻松应对更大规模的问题实例[^3]。 综上所述,无论是借助DFS次序还是细粒度分割至每位层面亦或是巧妙运用区间覆盖机制,这些方案都提供了有效途径来解决带有异或性质的动态规划挑战。
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